JP2020169404A - 紙及び紙の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャレンダー加工に先立つダンピング加工を省略することができる紙及び紙の製造方法を提供する。【解決手段】坪量（ｇ／ｍ２）が１５以上であり、糖類又は糖アルコールを含有し、含有する糖類又は糖アルコールの糖度（°Ｂｘ）が０．３以上であることを特徴とする紙を特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、紙及び紙の製造方法に関する。

従来より、紙に平滑性を付与するためにキャレンダー加工を行っている。キャレンダー加工とは、金属ロール同士、あるいは金属ロールと弾性ロールからなるロール対の間に紙を通過させることにより紙に加圧、加熱、摩擦を加えて紙の表面に存在する凹凸を平坦化し、平滑度を向上させる加工技術である。このようなキャレンダー加工は、脂取り紙やグラシン紙などで行われている（特許文献１、特許文献２）。

特開平１１−３１５５００号公報 特開２００９−１５５７５８号公報

ところで、紙の製造工程において、抄紙、乾燥後であってキャレンダー加工前に、紙に水分を付与し、加湿するダンピング加工が存在する。この加工はキャレンダー加工に先立って、紙に水分を塗布して紙中の水分率をある程度上げておき、キャレンダー加工による平滑度を向上させることを目的とした加工である。ダンピング加工を行った後の紙の水分率（水の質量／紙全体の質量×１００）は加工前の５〜７％から２０％前後に上昇し、またダンピング加工後には紙内の水分が均等になるようロール状態のままで一定期間保管する必要がある。

すなわち、紙を抄紙してからダンピング加工を経てキャレンダー加工に至るまでは、抄紙した紙にダンピング加工（水分付与）した後、ロール状に巻き取り、一定期間保管する。その後に紙をキャレンダー装置にセットしてキャレンダー加工する、という工程を経るため、ダンピング加工は作業の手間のみならず及びその後の保管期間が必要となる。

上記事情に鑑みて、本願発明はキャレンダー加工に先立つダンピング加工を省略することができる紙及び紙の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、坪量（ｇ／ｍ^２）が１５以上であり、糖類又は糖アルコールを含有し、含有する糖類又は糖アルコールの糖度（°Ｂｘ）が０．３以上であることを特徴とする紙である。

請求項２の発明は、紙に対する前記糖類又は糖アルコールの含有量は、０．７ｇ／ｍ^２以上であることを特徴とする。
請求項３の発明は、前記紙は脂取り紙である。

請求項４の発明は、紙を抄紙した後に、紙に糖類又は糖アルコールを含有させて、糖類又は糖アルコールの糖度（°Ｂｘ）を０．３以上、坪量（ｇ／ｍ^２）を１５以上とすることを特徴とする紙の製造方法である。

上記紙及び紙の製造方法によれば、キャレンダー加工に先立つダンピング加工を省略することができる。

抄紙機の模式図。

以下、紙及び紙の製造方法の一実施形態について脂取り紙を例として説明する。なお、本実施形態において脂取り紙とは、キャレンダー加工をした完成品のみならず、例えば湿紙状態の製造途中の未完成品も含める。

脂取り紙は繊維を原料とし、脂取り紙中の繊維全体における天然繊維の割合が５０質量％以上となることが好ましい。天然繊維の割合が５０質量％を下回ると脂取り紙として使用する際の脂の取れ性が低下するおそれがある。天然繊維には、植物繊維または動物繊維があり、植物繊維には、綿花等の種子からとる繊維、コイヤ等の果実からとる繊維、マニラ麻、サイザル麻等の葉からとる繊維、亜麻、黄麻、楮、ミツマタ、靭皮等の茎や樹皮からとる繊維、広葉樹や針葉樹の木材パルプがある。木材パルプにはクラフトパルプ、マーセル化パルプがあり、パルプには漂白処理をした晒パルプ、同処理をしていない未晒パルプがある。動物繊維には、羊毛、シルク、カシミア等がある。なお、脂取り紙に使用する繊維は、コストや滑らかさ等の点から、針葉樹晒クラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、マニラ麻を使用することが好ましい。

また、天然繊維とあわせて使用することができる他の繊維として、ビスコース・レーヨンやキュプラ等の再生繊維、アセテート、プロミックス等の半合成繊維、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ビニロン、ポリプロピレン等の合成繊維がある。脂取り紙に使用する植物繊維は、ビーター等の叩解機にて所定の叩解度、例えばＳＲ１５度から４０度に調整することが好ましい。

脂取り紙には、原料となる繊維以外に、吸脂性を高めるためクレー、タルク、カオリン、炭酸カルシウム等の無機填料を含有することが好ましく、さらに定着剤、抗菌剤、香料、着色剤等を含有させることもできる。これらは抄紙時の抄槽内に繊維原料とともに内添する方法により脂取り紙に含有させることが好ましい。

また、脂取り紙は、糖類又は糖アルコールを含有することが必要である。脂取り紙が糖類又は糖アルコールを含有することにより、ダンピング加工をせずにキャレンダー加工をしても、糖類又は糖アルコールを含有せず、ダンピング加工及びキャレンダー加工をした脂取り紙と同様の平滑度を達成することができる。脂取り紙に含有する糖類又は糖アルコールの糖度（単位は°Ｂｘ）は０．３以上であることが必要である。糖度が０．３未満であると、ダンピング加工をすることなくキャレンダー加工をした場合に脂取り紙の平滑度が向上しないことがある。なお、脂取り紙に含有されている糖類又は糖アルコールの糖度は実施例において説明する方法で測定することができる。

糖類とは、ブドウ糖、果糖、ガラクトースなどの単糖類、ショ糖、乳糖、麦芽、トレハロース糖等などの二糖類を含む。
糖アルコールとは、アルドースやケトースのカルボニル基が還元されて生成する糖の一種であり、エリスリトール、グリセリン、イソマルト、ラクチトール、マルチトール、マンニトール、ソルビトール、キシリトール、アルチトール等が含まれる。

糖類又は糖アルコールは、それらのうち一種を単独で使用しても、異なる種類を複数混合して使用してもよく、その配合割合は問わない。
脂取り紙に糖類又は糖アルコールを含有させる方法は、湿紙形成後、乾燥前の脂取り紙に対して糖類又は糖アルコールを噴霧装置により塗布する方法を採用することができる。また、糖類又は糖アルコールが粉体の場合には水溶液として塗布することが好ましい。噴霧装置以外にはロールコーターを使用して糖類又は糖アルコールを塗布することができる。なお、脂取り紙へ糖類又は糖アルコールを含有させるタイミングは、脂取り紙の乾燥前に限らず、乾燥後、キャレンダー加工前であってもよい。

脂取り紙の坪量（１平方メートル当たりの質量）は、１５ｇ／ｍ^２以上であることが必要である。坪量が１５ｇ／ｍ^２未満であると紙自体が薄くなってしまい、キャレンダー加工の際に破れなどが生じることがある。なお、坪量は、脂取り紙に含有した糖類又は糖アルコールも含む質量である。

以下、脂取り紙の製造方法の一実施形態を図１にしたがって説明する。図１は抄紙機１の模式図である。この抄紙機１は１つの円網を備えたいわゆる円網抄紙機であり基本構成において従来のものと変わりはない。なお、図１の抄紙機１では概要、抄紙工程は図中左側から右側に進むため、図中左側を上流、また右側を下流ともいう。この抄紙機１は大きく分けて上流側に配置されウェットフェルト２が走行するウェットパートＷと、下流側に配置され湿紙Ｐを乾燥させる工程であるドライパートＤとから構成される。

ウェットパートＷは、ウェットフェルト２、抄槽３、円筒シリンダ４、クーチロール５、プレスロール６、及び複数のガイドローラから構成されている。抄槽３の内部には１台の円筒シリンダ４が回転可能に配置されている。なお、抄紙機１の最も上流側にはヘッドボックス７が配置されており、このヘッドボックス７から抄槽３に対して紙料供給用の配管が延びている（図示しない）。円筒シリンダ４の上部には小径のクーチロール５が配されている。このクーチロール５はウェットフェルト２を円筒シリンダ４の上面に圧接させるものである。

ウェットフェルト２はエンドレス状に形成された毛布であり、円筒シリンダ４の表面に形成された湿紙Ｐをピックアップして湿紙ＰをドライパートＤへと搬送する。なお、ウェットフェルト２は図示しない駆動機構により駆動され、円筒シリンダ４はウェットフェルト２の駆動に伴って従動し、図中時計回りに回転する。

ドライパートＤは、プレスロール６、エンドレス状のドライフェルト８、タッチロール９、ヤンキードライヤー１０、及び複数のガイドローラから構成されている。また、ヤンキードライヤー１０の上流には、塗布装置１１がドライフェルト８上の湿紙Ｐに対向して配置されており、塗布装置１１の噴霧ノズル１２からドライフェルト８上の湿紙Ｐの幅方向全体にわたって糖類又は糖アルコールを液体で噴霧可能となっている。

この塗布装置１１から、移動するドライフェルト８上の湿紙Ｐに連続して糖類又は糖アルコールを液体で噴霧することにより、湿紙Ｐに糖類又は糖アルコールを含有させることができる。

以下、実施例を具体的に説明する。
脂取り紙の繊維原料としてＮＢＫＰ１００％を使用し、これをビーターで叩解しＳＲ１８度に調整して各試験例の脂取り紙製造用の原料とした。

同原料を使用して１層の脂取り紙を製造した。脂取り紙は、表１に示すように脂取り紙とした場合の坪量が異なる複数種類を製造した。なお、表１に示す脂取り紙の坪量は先に説明したとおり糖類又は糖アルコールを含有した状態の質量である。

製造した脂取り紙を脱水した後、乾燥する前に、脂取り紙の片面に糖類又は糖アルコールを噴霧により塗布した。脂取り紙に塗布する糖類又は糖アルコールの種類、及びその塗布量（ｇ／ｍ^２）は表１に示している。糖類又は糖アルコールとしてグリセリン、ソルビトール、キシリトール、ショ糖を使用した。

グリセリンは、ミヨシ油化株式会社・精製グリセリン（濃度９９％以上、常温で液体）を使用した。ソルビトールは、物産フードサイエンス株式会社・ソルビトールＳ（濃度７０％、常温で液体）を使用した。キシリトールは、物産フードサイエンス株式会社・キシリトール（常温で粉体）を使用した。ショ糖は、パールエース株式会社・上白糖（常温で粉体）を使用した。

グリセリン及びソルビトールは常温で液体のため、液体のまま脂取り紙に塗布した。一方、キシリトールとショ糖は常温で粉体のため、粉体を溶解した水溶液としてこれを脂取り紙に塗布した。表１に示す塗布量は、それぞれ糖類又は糖アルコールを１００質量％濃度に換算した量である。

脂取り紙に糖類又は糖アルコールを塗布した後、乾燥し、ダンピング加工はせずに、キャレンダー加工を行って各試験例の脂取り紙とした。キャレンダー加工は由利ロール株式会社製のロール対１組を有する熱キャレンダー装置を使用し、キャレンダー加工の条件は温度１００℃、線圧１００ｋｇ／ｃｍ、加工速度は１ｍ／分とした。

キャレンダー加工後の各試験例について、厚み、密度、糖度、平滑度をそれぞれ測定した。なお、密度は坪量と厚みから計算した値である。ただし、試験例８は坪量が１０ｇ／ｍ^２と少なく、キャレンダー加工の際に破れが生じたため使用不可と判断して、厚みと密度は測定しなかった。

試験例の糖度試験は、株式会社アタゴ製のデジタル糖度計ＰＲ−１を使用した。糖度（°Ｂｘ）の測定方法は、糖度計の凹状の測定部に０．５ｍｌの水を滴下し、この滴下水に試験例を５ｃｍ×５ｃｍに切断したカット片を乗せて５秒放置し水を吸わせる。その後にカット片を指で絞って、絞り汁を糖度計の測定部に滴下し、この絞り汁の糖度を測定した。すなわち、糖度計の測定部に０．５ｍｌの水を滴下し、この滴下水に脂取り紙を５ｃｍ×５ｃｍに切断したカット片を乗せて５秒放置して水を吸わせた後の同カット片の絞り汁の糖度が、脂取り紙に含有される糖類又は糖アルコールの糖度となる。

平滑度（単位は秒）は、ＪＩＳＰ８１１９に規定の「紙及び板紙−ベック平滑度試験機による平滑度試験方法」に基づいて測定した。
また、基準例として、試験例と同じ繊維原料のみを使用して抄紙し、糖類及び糖アルコールを塗布せずに乾燥し、ダンピング加工を行った後に、キャレンダー加工を行った脂取り紙を製造した。この基準例も、試験例に対応して坪量を異ならせた複数パターンを作成した。ただし、基準例は糖類及び糖アルコールを含有しないことからその坪量は繊維原料のみの質量となる。

ダンピング加工の方法は、基準例となる脂取り紙を抄紙、乾燥した後に脂取り紙の水分率が１８％になるよう水を噴霧し、その後に脂取り紙全体をラップで覆って水分が蒸発しないように常温にて２４時間放置した。

また、基準例のダンピング加工後には試験例と同条件でキャレンダー加工を行った。キャレンダー加工後の各基準例について、厚み、密度、平滑度をそれぞれ試験例と同様の手法で測定した。また、試験例１３と基準例３についてはキャレンダー加工前の平滑度も測定し、両者の平滑度がおおよそ同じであることを確認した。試験例と基準例の結果を表１に示す。

基準例１ないし５の脂取り紙では、ダンピング加工とキャレンダー加工との双方の加工を経た後の平滑度が坪量にかかわらずおおよそ４００であった。そして、糖類又は糖アルコールを含有させた脂取り紙の平滑度がこの数値（４００）を超えていれば、ダンピング加工をしなくてもキャレンダー加工のみで基準例と同等の平滑度が達成できていることとなる。

試験例のうち、脂取り紙に含有された糖類又は糖アルコールの糖度が０．３未満以下の試験片ではダンピング加工をせずにキャレンダー加工をした平滑度が４００未満のものがあり、ダンピング加工をした基準例には達しなかった。糖度が０．３以上のものは坪量にかかわらず、キャレンダー加工後の平滑度が４００を超え、この平滑度は糖度が上がるに従い上昇する傾向があった。

以上の結果から、脂取り紙に含有させた糖類又は糖アルコールの糖度が０．３以上のものはダンピング加工をせずにキャレンダー加工しても、ダンピング加工をした基準例と同等あるいはそれ以上の平滑度が達成できた。このため、キャレンダー加工に先立つダンピング加工を省略することができる。

この紙及び紙の製造方法は、脂取り紙に限定されず、ダンピング加工とキャレンダー加工を行っていた、グラシン紙、グラビア用紙などに適用することができる。
また、糖度に関して、脂取り紙に糖又は糖アルコール以外に糖度に影響を与える他の物質などを含有させた場合には、糖又は糖アルコールと同他の物質を含有した脂取り紙の糖度と、同他の物質を含有させ糖又は糖アルコールを含有しない脂取り紙の糖度との差で、脂取り紙に含有される糖又は糖アルコールの糖度を特定することができる。

脂取り紙に含有された糖類又は糖アルコールの糖度を０．３以上の範囲を糖類又は糖アルコールの塗布量の観点から見れば、糖類又は糖アルコールの塗布量は脂取り紙に対して０．７ｇ／ｍ^２以上とすることが好ましい。

１・・抄紙機、２・・ウェットフェルト、３・・抄槽、４・・円筒シリンダ、５・・クーチロール、６・・プレスロール、７・・ヘッドボックス、８・・ドライフェルト、９・・タッチロール、１０・・ヤンキードライヤー、１１・・塗布装置、１２・・噴霧ノズル。

Claims (4)

1. 坪量（ｇ／ｍ^２）が１５以上であり、糖類又は糖アルコールを含有し、
   含有する糖類又は糖アルコールの糖度（°Ｂｘ）が０．３以上であることを特徴とする紙。
2. 紙に対する前記糖類又は糖アルコールの含有量は、０．７ｇ／ｍ^２以上であることを特徴とする請求項１に記載の紙。
3. 前記紙は脂取り紙である請求項１又は２に記載の紙。
4. 紙を抄紙した後に、紙に糖類又は糖アルコールを含有させて、糖類又は糖アルコールの糖度（°Ｂｘ）を０．３以上、坪量（ｇ／ｍ^２）を１５以上とすることを特徴とする紙の製造方法。